测控专业电能表误差校验实习过程探讨

温 和，周良璋，滕召胜，郭斯羽，李小青

(1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082;2.杭州海兴电力科技股份有限公司，浙江杭州310011)

0 引言

测控技术与仪器专业旨在培养仪器设计制造以及测量与控制领域内有关研究、设计、开发、制造和运行管理等方面的高级专门人才［1，2]。该专业毕业生的培养过程中需要校企联动，理论与实践结合，从而设置有针对性的工程实践训练项目。

测量误差及处理的相关知识是贯穿测控专业课程和实践的主线之一［3]。测量过程中的五个要素(装置、人员、方法、环境和对象)均无法做到完美无缺，因此测量误差不可避免，也不可能完全消除。在测控专业课程教学过程中，对测量误差的分析、探讨和相关实验大部分来自从复杂的测控系统模型中抽象或提取的一个片段或环节。传统的测量误差相关理论与实践教学过程往往缺乏系统性和可实践性，甚至可能出现理论与实践脱节的情况。因此，测控专业的培养目标对测量误差教学过程的整体性和实践性提出了新的更高要求［4]。

我校测控专业是教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的试点专业。借助我院与电测仪表行业的长期产学研合作关系，本文通过探索测控专业学生培养过程中关于测量误差分析与校准的校企融合实践教学案例，建立测控专业电能表校验实习训练方案，为测控专业学生实践教学改革提供参考。

1 电能表误差校验

1.1 计量误差主要来源

电能表在投入市场前，必须经过严格的功能测试和性能测试，其计量误差极限必须控制在允许误差范围内。电能表计量误差来源有如下几种。

(1)方法误差—主要指测量原理存在一定的误差或受测量条件限制而引入的误差。例如，受电网的冲击性负荷和谐波的影响，以理想正弦波为基础的电能计量原理存在一定的误差;

(2)数据处理误差—主要是指电子式电能表对测量信号进行运算时产生的误差，如计算单元的舍入误差、截断误差和计量单元的量化误差等;

(3)装置误差—电能表本身固有的各种因素影响而产生的误差。例如，电能表的结构或生产工艺不完善，导致同一参数的数值每次测量时都不一致，特别是电表的锰铜路中锰铜线绕的圈数及放置的位置都会影响电表误差。

1.2 计量误差校验原理

电能计量误差校验原理如图1所示。计算机按照相关电能表检定规程或标准的要求，控制标准源向标准电能表和被检电能表发出标准信号进行计量。并将计量结果(电能值)发回计算机，由计算机完成两者电能计量误差计算(以标准电能表输出结果作为“真”值)。计算机根据电能计量误差，计算得到相应的比差、角差校正参数，并发送至被检电能表。如果被检电能表的计量误差输出在允许范围之内，则校验通过。

图1 电能计量误差校验原理

常用的电能表检定规程或标准包括JJG596～1999《电子式电能表检定规程》、JJG307-2006《机电式交流电能表检定规程》、IEC62053-22(2003-1)和IEC62053-24等。

2 电能表误差校验实践方案

2.1 电能表计量误差校验实践装置

杭州海兴公司为我校测控专业学生提供了电能表计量误差校验实习岗位。该公司0.5级电能表生产线上所采用的电能表计量误差校验装置由宁波恒力达公司生产，其实物照片如图2所示。图2中，A为标准源，B为标准电能表，C为计算机，D为被检电能表。

图2 电能计量误差校验实践装置实物

该装置具有以下特点:①所有表位采用一次压接挂表座，通过一次压接完成电压、电流端子以及辅助端子的自动接驳;②对潜动、启动、基本误差、标准偏差和24h变差等检定项目实行全自动校验，也可自定方案进行校验;③通过计算机完成校验过程，进行数据修约，判定校验结论，保存数据;④支持条形码输入、误差曲线图、用户系统、误差上下限设置、多种校验方案、管理权限设置以及周检计划等;⑤装置具有电压、电流输出的软启停功能，电压输出端短路和电流输出端开路的保护及报警功能。

2.2 误差校验实践内容

电能表计量误差校验装置属于高精密度设备，学生的实践训练必须在企业技术人员的监督下完成。电能表计量误差校验实践的整个流程如下。

(1)岗前培训:计量误差来源;计量误差校准原理;安全操作规程。

(2)作业前检验:台体类型选择;参数设置;接线方式选择。

(3)设置作业:设置时间同步;被检表固定;设置测试方案。

(4)校验作业:启动测试软件;观测脉冲输出情况;等待校验完成提示。

(5)作业后检验:观察液晶显示情况;检查表位误差情况;数据保存上传。

3 结语

我校测控专业学生电能表计量误差校验实习时间为5个工作日，均在企业的智能电表生产岗位上完成。整个实习过程的流程设置、环节安排、操作规程均来自于智能电表生产一线，是校企深度融合型测控专业学生培养模式的一种具体实现方式。

我们的主要体会是:①通过生产一线实践切实提高了学生的动手实践能力;②理论培训与实践操作结合加深了学生对测量误差来源、校验和修正等过程的理解;③生产一线的亲身体验为开拓学生的工程化视野提供了机会。

由于受到教学时间安排的限制，电能表计量误差校验实习时间有限，学生往往无法在实践期间达到生产一线员工平均效率，对电能表计量误差校验装置的设计原理的认识也有限。因此，在未来的测控专业学生培养过程中，如何充分利用有限的时间与资源，设置理论与实践紧密结合、流程更加优化的实践训练项目，是一个值得继续深入探索的话题。

［1] 宋爱国，吴涓，崔建伟.测控技术与仪器专业学生工程意识培养与创新教育的探索［J] .北京:中国大学教学，2012，1:41-43.

［2] 唐鸿儒等.测控专业实践能力培养与训练体系建设［J] .南京:电气电子教学学报，2012，34(2):77-79.

［3] 刘秀梅，贺杰.误差理论与数据处理课程改革［J] .石家庄:教育教学论坛，2012，14B):58-59.

［4] 韩晓娟，常太华.基于卓越工程师培养的“误差理论与数据处理”课程建设［J] .北京:中国电力教育，2011，26，50